武汉光电论坛第179期：最新透射电镜技术及其在物理冶金研究中的应用

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报告人简介：

陈江华，湖南大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，教育部“长江学者”特聘教授，教育部首批“黄大年式教师团队”负责人，教育部科技委材料学部委员，亚太材料科学院院士，湖南省政协常委。陈江华教授在材料学及电子显微学理论与方法研究上取得了突出的成果。在Science，Nature Materials，Acta Materialia等二十多种著名期刊发表论文。陈江华教授领导的研究团队拥有世界先进的电镜设备与技术，包括三台透射和两台扫描电镜，可以实现纳米电子衍射、波函数重构和高分辨HAADF STEM等最先进的结构分析技术。目前承担着自然科学基金和国防基础等国家科研任务。2016年获得“全国优秀科技工作者”称号。担任和曾任众多全国学术组织的常务理事和国内外学术杂志编委。具体研究方向：（1）研究铝、铜、钛合金和钢铁材料组织结构与性能和工艺的关系；（2）利用和发展超高分辨电子显微分析方法，对国家重点发展的高性能材料的相结构和成分、形貌、取向、分布等开展系统和深入的定量研究，通过上述基础问题的研究，促进国家材料发展中重大关键科学问题的解决；（3）现代电子显微学新方法和理论基础的研究，发展具有特色的波函数重构技术。

报告摘要：

高强铝合金中尺寸细小的早期强化相的成分、结构以及演变的表征尚存在难度，这一直以来限制着高强铝合金的发展。我们的研究通过采用原子分辨率的透射电镜（TEM）成像技术和第一性原理计算来解决这些问题。近年来，我们研究了大量典型的高强铝合金，例如2xxx系（AlCu，AlCuMg和AlCuLiMg），6xxx系（AlMgSi和AlMgSiCu）和7xxx系（AlZnMg 和AlZnMgCu）合金，采用了不同的合金成分，并进行了不同的热处理工艺，以便理解“性能-结构-工艺”之间的关系。结合球差矫正的高分辨TEM和球差矫正的扫描TEM（STEM），我们的主要关注点在于重新认识在这些重要的合金中出现的强化相以及阐明过去遗留下来的关于它们的析出行为的争议。我们的研究表明：

(1) STEM的原子分辨率成像技术可以在原子尺度提供直观的析出相结构模型，但是HRTEM的原子分辨率成像技术具备快速定量的图像模拟分析可能，可以提供超出电镜的分辨率极限精度的精细的析出相结构。这两种技术的结合可以更有效地解决材料科学中的显微结构难题。

(2) 铝合金中大多数早期析出相的成分和结构都是高度动态的。随着时效的进行，这些动态析出相的形核，成熟和生长通常遵循特定的演变路径，并且有特征的基因骨架来引导它们各自的演变。我们的研究所揭示的精细的析出规律与目前所发表的教科书和文献中的理解非常不同。

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